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Verfahren zur Auslösung von Rohrbruchsicherungen und Vorrichtung zur Durch- führung des Verfahrens
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! Erfindungschlagung der Rohrleitung auftritt und bei dem der Ansprechwert der Rohl1bruchsicherung er- reicht wird, kann noch lange Zeit vergehen, bis die Rohrbruchsicherung anspricht, so dass durch das in der Zwischenzeit austretende Medium grosser Schaden angerichtet werden kann.
Bei einer andern bekannten Art von Rohrbruch- sicherung soll zur selbsttätigen Auslösung von
Absperrorgane der mit dem Rohrbruch prak- tich gleichzeitig einsetzende, vorübergehend auftretende Druckabfall ausgenützt werden.
Die Ausnützung dieses Druckabfalles in der
Rohrleitung zum Zwecke der Betätigung von
Absperrorgane in derselben ist aber insofern nicht zweckmässig, als ein solcher zeitlich vor- übergehende lokaler Druckabfall nicht unbedingt mit einem Rohrbruch in kausalem Zusammenhang steht.
Ein lokaler Druckabfall auf dem Niveau der Rohrbruchsicherung kann z. B. insbesondere in grossen Leitungen von der Strömungsbewegung überlagerten und damit fortschreitenden Wirbeln herrühren. Anderseits rechtfertigt aber das Auftreten solcher Wirbel die Betätigung einer Rohrbruchsicherung, z. B. im Druckrohr einer hydroelektrischen Anlage keinesfallls. Der erwähnte Nachteil dieser bekannten Einrichtung ist auch dadurch nicht zu vermeiden, dass der kritische Ansprechdruck höher angesetzt wird, um damit die Einrichtung unempfindlicher zu machen bzw. auf durch Wirbel hervorgerufene Druckabfälle nicht ansprechen zu lassen.
Es wäre in diesem Falle nämlich das Ansprechen der Einrichtung bei einem in Turbinennähe in einem längeren Rohr auftretenden kleinen Rohrbruch infolge Aufzehrung der Druckwellenenergie im Verlaufe der Fortpflanzung und Verflachung der Wellenfront nicht mehr gewährleistet.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Auslösung von Rohrbruchsicherungen für Druckleitungen, welches in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstrom von derselben arbeitet, wobei die Strö-
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aufhelage um einen von der Strömungsgeschwindigkeit abhängigen Weg verstellt, vermeidet diese Nachteile und zeichnet sich dadurch aus, dass der Betätigungsmechanismus für die Rohrbruchsicherung sowohl bei einer vorbestimmten, auf die Gechwindigkeit der Strömung ansprechenden Endlage des Fühlerorgans als auch beim Obersteigen einer bestimmten, vom Mass der Be-
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dergeschwindigkeit in Richtung auf diese Endlage ausgelöst wird.
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führung des Verfahrens, welche ein direkt beströmtes Fühlerorgan und ein Auslöseorgan aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass das Fühlerorgan mit einer einstellbaren Stabilisierungsein- richtung verbunden ist, wobei mindestens eine an sich bekannte hydraulische Kupplung zwischen
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Dämpfung zugeordnet ist.
Steuereinrichtungen, die auf eine Zustandsgrö- sse und ausserdem aber auch auf deren Änderung mit der Zeit ansprechen, sind an sich bekannt. Dadurch, dass der Schwellenwert der Geschwindigkeitsänderung auf einen bestimmten Wert einstellbar ist, der für alle Strömungszustände praktisch gleich ist, ist es möglich, alle unerwünschten Geschwindigkeitsänderungen zum sofortigen Schliessen des Abschlussorganes auszunützen, stammen sie von Rohrbrüchen oder von Druckstössen, die z. B. durch Fehlmanipulationen oder Betriebsstörungen erzeugt werden können. Anderseits spricht bei langsamen Geschwindigkeitsänderun- gen, wie sie durch normale Laständerungen hervorgerufen werden, die Rohrbruchsicherung nicht an.
Die Anwendung der erfindungsgemässen Rohr- bruchsicherung kommt vor allem für Wasserkraftanlagen in Frage, aber auch für andere Anlagen mit Rohrnetzen, wobei als Strömungsmedium Flüssigkeiten und Gase in Betracht kommen.
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Erfindungbeschrieben. Hiebei ist Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindunggemässen Vorrichtung ; Fig. 2 ein Grundriss der Vorrichtung nach Fig. 1 ; Fig. 3 eine Ansicht in Strömungsrichtung auf die Vorrichtung nach Fig.
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ein Längs- bzw. Querschnitt durch einen Oldämp- fer, u. zw. entlang den Schnittlinien B-B bzw.
A-A ; Fig. 6 und 7 ein Aufriss bzw. Grundriss einer Variante der Vorrichtung nach Fig. 1 bis 3 ; Fig. 8 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Vorrichtung ; Fig. 9 ein Grundriss der Vorrichtung nach Fig. 8 ; Fig. 10 eine Ansicht in Strömungsrichtung auf die Vorrichtung nach Fig. 8, im Schnitt längs der Linie C-C gezeichnet ; Fig. 11 ein Querschnitt durch ein Verzögerungsorgan der Vorrichtung nach Fig. 8 bis 10, längs der Linie D-D.
In der beispielsweisen Austührung der Vorrichtung gemäss der vorliegenden Ertindung nach Fig. l- ist dieselbe zur Überwachung einer Druckwasserleitung 1 eingerichtet und aut einem Flanschring 2 mit den Schrauben 3 befestigt und druckwasserfest abgedichtet. Der Flanschring 2 umschliesst eine Öffnung 4 in der Rohrleitung 1, durch welche die beiden Fühlorgane der Vorrichtung hier zwei Pendelstangen 5 bzw. 6 in den Wasserstrom hineinragen, der in Pfeilrichtung 7 durch die Rohrleitung 1 fliesst. Eine Abweiserplatte 8 ist in Strömungsrichtung 7 vor den Pendelstangen 5, 6 im Strom angeordnet, um irgendwelche Fremdkörper von diesen beiden Fühlorganen fernzuhalten.
Die beiden Pendelstangen
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vorzugte, aber keine notwendige Massnahme darstellt, und tragen je eine Prallplatte 9, bzw. 10, die hier ebenfalls ungleiche Flächengrösse aufweisen. Durch geeignete Wahl der Länge der Pendelstangen 5, 6 gegenüber ihrer gemeinsamen Drehachse 11, sowie durch die Flächengrösse der , Prallplatten 9, 10 kann das seitens der Strömung an den Pendelstangen 5, 6 hervorgerufene Drehmoment um die Achse 11 in weiten Gren-
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als das Drehmoment der Pendelstange 6.
Die Pendelstangen 5, 6 sind durch die Augen 12 bzw. 13 und die Keile 14, bzw. mit je einem Drehzapfen 16 bzw. 17 fest verbunden, die koaxial zur Drehachse 11 angeordnet, aber unabhängig voneinander drehbar sind. Die Drehzapfen 16, 17 sind in den Büchsen 18, bzw. 19 gelagert, die beidseits im Gehäuse 20 befestigt sind. Dieses Gehäuse 20 besitzt einen geschlossenen Innenraum 21, der nur nach unten über die öffnung 4 mit der Druckrohrleitung j ! in Verbindung steht, also druckdicht ausgebildet sein muss. Aus diesem Grunde ist an den Drehzapfen 16, 17 je ein konischer Rand 22 bzw. 23 vorgesehen, der ventilsitzartig auf je einer Kegelfläche in den Büchsen 18 bzw. 19 aufsitzt und gegen diese gedrückt wird.
Der axiale Druck auf : die beiden Drehzapfen 16, 17 wird seitens einer Druckfeder 24 ausgeüibt, die in einer axialen Bohrung 25 des Drehzapfens 16 angeordnet ist und gegen einen in die Bohrung 25 hineinragenden Fortsatz 26 des Drehzapfens 17 drückt. Die Bohrung 25 steht ferner über Öffnungen (nicht gezeichnet) mit dem Innenraum 21 in Verbindung, ist also beim Betrieb der Vorrichtung mit Druckwasser gefüllt, was den axialen Druck der konischen Ränder 22, 23 ge-
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bzw.19 erhöht. Auf diese Weise ist eine stopfibüchsenlose Dichtung der aus dem Innenraum 21 nach aussen führenden Drehzapfen 16, 17 gewährleistet. Diese stopfbüchsenlose Achsdurchführung stellt zwar eine bevorzugte Massnahme dar, kann aber auch durch andere bekannte Konstruktions-
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elemente (z. B.
Manschette, Federrohr, O-Ring) ersetzt werden.
Am Drehzapfen 16 ist ausserhalb des Gehäuses 20 mit dem Stift 27 eine Nabe 28 der Schiene 29 fest verbunden, die wegen des abgebogenen Teils 30 einen horizontalen Arm in der zur Rohrleitung 1 senkrecht stehenden Mittdebene der Apparatur bildet. Bewegt sich die Pendelstange 5 unter der Wirkung der Strömung in Richtung des Pfeiles 7, so wird der horizontale Arm 29 über den Drehzapfen 16 in Richtung des Pfeiles 31 gehoben. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, bilden die Pendelstange 5 und der horizontale Arm 29 miteinander einen Winkel von etwa 900.
Auf der Schiene 29 ist ein vorderer und ein hinterer Halteklotz 32 bzw. 33 befestigt. Diese beiden Halteklotze 32,33 tragen je einen Bolzen 34 bzw. 35 die als Führung für eine quer ange- ordnete Zahnstange 36 und gleichzeitig für die Schraubenfedern 37, bzw. 38 dienen. Die Federn 37, 38 drücken die Zahnstange 36 normalerweise gegen die Köpfe der beiden Bolzen 34 bzw 35.
Im Bereich zwischen den Halteklötzen 32, 33 ist auf der Schiene 29 ein Laufgewicht 39 längsverschiebbar angeordnet, an dem eine nach aufwärts ragende Lasche 40 mit einem Querriegel angebracht ist, welcher Querriegel über die Zahnstange 36 greift und normalerweise in einer der Zahnlücken einrastet. Somit wird das Laufgewicht 39, solange die Zahnstange 36 unter dem Druck der Federn 37, 38 an den Köpfen der Bolzen 34, 35 anliegt, an einer Bewegung längs der Schiene 29 in Pfeilrichtung 41 verhindert, da die steilen Zahnflanken den Querriegel der Lasche 40 hemmen ; dagegen ist eine Bewegung entgegen der Pfeilrichtung 41 möglich. Der hintere Halteklot2 : 33 stellt gleichzeitig einen Endanschlag für das Laufgewicht 39 dar.
Am Laufgewicht 39 greifen zwei verschiedene Kräfte an, die bestrebt sind, dasselbe längs der Schiene 29 zu verstellen. Die eine dieser Verstellkräfte wird von der Schraubenfeder 42 ausgeübt, die das Laufgewicht 39 in Richtung auf, den Halteklotz 32 zieht, also entgegen der Pfeilrichtung 41. Die zweite Verstellkraft rührt vom Hebel 43 her, der mit dem um den räumlich festen Drehpunkt 45 schwenkbaren Hebel 44 und den Hebeln 46 und 47 ein Gestänge bildet, das mit der Nabe 48 und dem Stift 49 im Drehzapfen 17 befestigt ist und über denselben von der Pendelstange 6 aus betätigt wird.
Die Pendelstange 6 ist unter der Wirkung der Strömung auf die Prallplatte 10 bestrebt, sich in Pfeilrichtung 7 zu bewegen, was eine der Hebelübersetzung entsprechende Verstellkraft am Hebel 43 in Pfeilrich- tun-41 ergibt, also eine der Wirkung der Feder 42 entgegengerichtete Verstellkraft. Das Gestänge 43 bis 48 ist hier als Weg-Übersetzung und Kraft-'Untersetzung ausgebildet, was zwar eine bevorzugte, aber keine notwendige Massnahme darstellt. Wie bereits erwähnt, kann aber. die Verstellkraft in Pfeilrichtung 41 seitens des He- bels 43, seLbst wenn sie gegenüber der Rückstellkraft seitens der Feder 42 überwiegt, keine Verstellung des Laufgewichtes 39 bewirken, solange dessen Querriegel 40 im Eingriff mit der Zahnstange 30 steht.
Parallel zu dem von der Schiene 29 gebildeten horizontalen Arm verläuft der Auslösehebel 50, der an einem Drehzapfen 51 befestigt und mit diesem in einem Lagerbock 52 drehbar gelagert ist. In seiner Ruhelage stützt sich dsr Auslosehe- bel 50 gegen einen Anschlag 53 am Gehäuse 20, gegen den er infolge des Gewichtes 54 gedrückt wird. Am Auslösehebel 50 ist ein Druckstift 55 befestigt, der sich beim Hochheben des Auslösehebels 50 vom Anschlag 53 etwa in der Pfeilrichtung 56 bewegt und dabei die Auslösung der (nicht gezeichneten) Schnellabsperreinrichtung (z.
B. eine Drosselklappe) über einen Verstärker, z. B. eine gespannte Kippfeder oder eine Kippwaage bewirkt, aber erst nachdem der Auslösehebel 50 eine vorgegebene Winkelbewegung um seinen Drehzapfen 51 ausgeführt hat. Der Auslösehebel 50 ist mit dem horizontalen Arm der Pendelstange 5, also mit der Schiene 29,30 über eine Kupp- lung 57 verbunden, die ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemässen Apparatur darstellt.
Diese Kupplung. 57 bildet keine starre Verbindung zwischen der Schiene 29 und dem Auslösehebel 50, sondern ist derart ausgestaltet, dass sie nur Kraftimpulse übertragen kann, u. zw. nur solche, deren Anstiegssteilheit einen vorgegebenen und einstellbaren Mindestwert übersteigt. Kraftimpulse geringerer Anstiegssteilheit, sowie eine Dauerkraft können also vom horizontalen Arm über die Kupplung 57 auf den Auslösehebel 50 nicht übertragen werden, vielmehr werden dieselben innerhalb der Kupplung 57 verbraucht.
Die Kupplung 57 besteht in der in Fig.
1 dargestellten beispielsweisen Ausführung aus einem sogenannten Olkatarakt, nämlich einem allseits geschlossenen ölgefüllten Zylinder 58, längs dem ein Kolben 59 saugend verschiebbar ist mit einer Geschwindigkeit, die von dem Olstrom abhängt, der zwischen den beiden Öffnungen 60, 61 und durch den Seitenkanal 62 fliessen kann. Dieser Ausgleichs-Olstrom ist durch die Justierschraube 63 einstellbar. Der Zylinder 58 ist über ein Gelenk mit der Schiene 29 und der Kolben 59 ebenfalls über ein Gelenk mit dan Auslösehebel 50 verbunden.
Ist der Ausgleichs-Ulstrom im Seitenkanal 62 durch die Schraube 63 sehr stark gedrosselt, so werden bereits Kraftimpulse relativ kleiner Anstiegssteilheit übertragen, d. h. bereits ein relativ langsames Heben der Schiene 29 und des Zylinders 58 wird auf den Kolben 59 und den Auslösehebel 50 übertragen. Ist dagegen der Olausgleich über den weit geöffneten Seitenkanal 63 sehr rasch wirksam, dann bedarf es eines Kraftimpulses grosser Anstiegsteilheit, d. h. eines relativ raschen Hebens der Schiene 29, damit der Kolben 59 und damit der Auslösehebel 50 aus seiner Ruhelage bewegt werden. Ausser vom 01-
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sprechen des Auslösehebels 50 auch noch von dem Druck desselben auf die Auflage 53, also von der Stellung des Gewichtes 54 ab.
Somit kann durch die Justierschraube 63 und das Ge- wicht 54 die Kopplung zwischen dem Auslösehe- bel 50 und dem horizontalen Arm der Pendel- stange 5 innerhalb gegebener Grenzen eingestellt werden.
Am Auslösehebel 50 ist eine nach abwärtsra- gende Zunge 64 vorgesehen, die auf eine Quer- lasche 65 genau in der Mitte der Zahnstange 36 ausgerichtet ist, in der Ruhelage der Apparatur aber, wie aus Fig. 1 ersichtlich, von dieser Quer- lasche 65 einen bestimmten Abstand besitzt. Die
Zunge 64 dient als Anschlag für die Querlasche
65 für den Fall, dass die Schiene 29 samt Zahn- stange 36 langsam angehoben wird, während der Auslösehebel 50 in einer Ruhelage verharrt, was zu einer Verschiebung der Zahnstange 36 auf ih- ren Führungsbolzen 34, 35 entgegen der Wirkung der Federn 37, 38 führt und eine Freigabe des in der Zahnstange 36 eingerasteten Qoorriegels 40 zur Folge hat.
Im normalen Betriebszustand, also bei stationären Strömungsverhältnissen in der Druckrohrleitung 1 befindet sich die Pendelstange 5 stets in der in Fig. 1 angedeuteten angenähert senkrechten Lage und das Laufgewicht 39 in einer Stellung längs der Schiene 29 derart, dass da3 von der Strömung ausgeülbte Drehmoment um die Drehachse 11 durch das entgegenwirkende Drehmoment des Laufgewichtes 39 gerade kompensiert wird. Tritt in dieser Ruhelage plötzlich eine
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eine Beschleunigung in der Druckrohrleitung 1 auf, die innerhalb der beim Betrieb vorgesehenen Grenzen bleibt, z.
B. beim Anfahren einer weiteren Turbine, so bewegt sich die Pendelstange 5 mit einer von der Beschleunigung der Strömung bestimmten Winkelgeschwindigkeit in Pfeilrichtung 7, also der horizontale Arm 29 in Pfeilrich- tung 31. Die Kupplung 57 und das Gewicht 54
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kung auf den Kolben 59 nicht ausreicht um den Auslösehebel 50 von dessen Auflage 53 abzuheben, so dass keine Bewegung des Druckstifte 55 erfolgt. Ebenso verbleibt die Zunge 64 in ihrer Ruhelage und bewirkt, sobald die Auslenkung des horizontalen Arms 29 einen bestimmten Betrag erreicht, dass die Zahnstange 36 längs ihrer Führungsbolzen 34, 35 in Richtung auf die Schie-
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gewichtes 39 freigegeben wird.
Dieses Laufgewicht 39 steht aber unter der Wirkung einer Verstellkraft in Richtung des Pfeiles 41 seitens des Hebelgestänges 43-48, entsprechend der durch die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit an der Pendelstange 6 auftretenden Drehmomentenvergrö- sserung. Das Laufgewicht wird somit längs des horizontalen Armes 29 solange in Pfeilrichtung 41 verschoben, bis die Verstellkraft angenäher durch die Feder 42 wieder kompensiert ist. Dabe vergrössert sich aber auch das Drehmoment de : Laufgewichtes 39 auf der Schiene 29 und bewirkt eine Zurückstellung der Pendelstange 5, in die angenähert senkrechte Lage.
Gleichzeitig mit der dabei vor sich gehenden Abwärtsbewegung de : horizontalen Armes 29 entgegen der Pfeilrichtung 31 kann die Zahnstange 36 in ihre Ruhela-
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in seiner neuesRuhelage festgehalten wird. Damit ist aber beim neuen stationären Strömungszustand die Ruhela- ge wieder erreicht, die sich gegenüber der erster
Ruhelage lediglich dadurch unterscheidet, dass nunmehr die Pendelstange 6 eine andere Lage zur Pendelstange 5 einnimmt und das Laufge- wicht 39 in Richtung des Pfeiles 41 längs der
Schiene 29 verschoben ist.
Wird die eben beschriebene Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit in der Druckrohrleitung 1 wieder rückgängig gemacht, z. B. beim Abschat- ten einer Turbine, so sinkt das Drehmoment sei- tens der beiden Pendelstangen 5 und 6, also senkt sich anfangs der horizontale Arm 29 entgegen der Pfeilrichtung 31. Aber gleichzeitig überwiegt nunmehr die Rückstellkraft der Feder 42 auf das Laufgewicht 39 und zieht dasselbe in seine frühere Stellung zurück, was durch die Zahnstange 36 und den Querriegel 40 nicht verhindert wird, da die Zähne. der Zahnstange 36 sägezahnartig gestaltet sind, also der Querriegel 40 über dieselben entgegen der Pfeilrichtung 41 hinweggleiten kann.
Mit der Rückstellung des Laufgewichtes 39 in die frühere Stellung wird dessen Gegendrehmoment gegenüber dem Drehmoment der Pendelstange 5 reduziert, womit die Pendelstange 5 wie- der ihre angenähert senkrechte Lage einnimmt und die frühere Ruhelage der Vorrichtung wieder erreicht ist.
Tritt aber-entgegen dem oben behandelten Fa. ! !-eine plötzliche Beschleunigung der Strömung auf, die über die betriebsmässig vorgesehenen Werte hinausgeht, z. B. bei einem Rohrbruch, dann erfolgt ein wesentlich schnelleres Heben des horizontalen Armes 29 der Pendelstange 5 und der Kraftimpuls auf den Zylinder 58 der Kupplung 57 kann vom Ulausgleich nicht mehr aufgenommen werden. Vielmehr wirkt durch die grössere Anstiegssteilheit des Kraftimpulses eine Kraft auf den Kolben 59 die zum Abheben des Auslösehebels 50 von seiner Auflage 53 ausreicht.
Damit hebt sich aber auch die Zunge 64 und die normalerweise durch dieselbe bewirkte Freigabe des Querriegels 40 und damit des Laufgewichtes 39 unterbleibt, so dass die kompensierende Wirkung der Pendelstange 6 über das Gestänge 43 bis auf den horizontalen Arm 29 nicht wirksam werden kann. Der Arm 29 wird deshalb in
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ursachte Bewegung des Druckstiftes 55 in Pfeilrichtung 56 zur Auslösung der Schnellabsperrungseinrichtung, z. B. einer Drosselklappe für die Druckrohrleitung führt.
Auf der Schiene 29 ist ausserdem die Lage des Halteklotzes 33 so gewählt, dass das Laufgewicht 39 bei voll belasteter Druckwasserleitung also bei der im Betrieb möglichen Höchstgeschwindigkeit der Strömung (Vollast sämtlicher Turbinen) seitens des Gestänges 43-48 entsprechend, dem durch die Strömungsgeschwindigkeit an der Pendelstange 6 auftretenden Drehmoment bis an die- sen zurückgeschoben wird.
Bei einem weiteren Geschwindigkeitsanstièg gleich welcher Grösse (Rohrbruch bei Vollast)
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lenkung der Schiene 29 in Pfeilrichtung 31 die Zahnstange 36, durch die Zunge 64, den Querriegel 40 am Laufgewicht 39 wohl freigibt, dieses Laufgewicht aber nicht mehr weiter in Pfeilrichtung 41 geschoben werden kann. Dadurch wird die Schiene 29 auch bei kleinstem Geschwindigkeitsanstieg, selbst wenn dieser mit einer Be- schleunigung die unter dem an der Kupplung 57 eingestellten Mindestwert liegt, in Pfeilrichtung 31 weiterbewegt, wobei nach der totalen Einfederung der beiden Federn 37, 38 durch die Zunge 64 und die Querlasche 65 der Auslösehebel 50 mit der Schiene 29 in Pfeilrichtung 31 mitbewegt wird und so über den Druckstift 55 die Auslösung der Schnellabsperreinrichtung der Druckleitung eingeleitet.
Bei Betrieb von Apparaturen der an Hand von Fig. 1 bis 3 beschriebenen Bauart hat sich gezeigt, dass unter bestimmten Betriebsbedingungen auf die Prallplatten 9 und 10 an den Pendelstangen 5 Ibzw. 6 Druckstösse und Wirbelfäden der Strömung einwirken können. Diese Druckstösse haben ein unruhiges Arbeiten der Apparatur zur Folge und sind unerwünscht. Eine Beseitigung der Einwirkung solcher Druckstösse auf den Horizontalarm 29 der ersten Pendelstange 5 und auf das Gestänge 43-48 der zweiten Pendelstange 6 kann durch je einen am Drehzapfen 16 bzw. 17 angebrachten öl dämpfer erfolgen. Je nach Grösse der Druckstösse kann entweder nur am ersten oder auch an beiden Drehzapfen ein solcher 01- dämpfer vorgesehen werden.
Die Fig. 4 und 5 zeigen eine beispielsweise Ausführung eines geeigneten Oldämpfers am Drehzapfen 16 der Pendelstange 5. Dieser Drehzap- fen 16 ist hier verlängert und ragt durch die aus Bodenteil 66 und Deckel 67 bestehende 01dämpferdose hindurch. Der Bodenteil 66 bildet mit einem Fortsatz 68 zugleich die Lagerbüchse für den Drehzapfen 16 und ist an der Seitenwand des Gehäuses 20 befestigt. Das aus dem Deckel 67 herausragende Ende des Drehzapfens 16 trägt die Nabe 28 für den horizontalen Arm 29.
Der Innenraum der Odämpferdose ist. durch die beiden feststehenden, am Deckel 67 befindlichen Trennwände 69 und 70 in eine obere und eine untere Kammer geteilt, in deren jeder sich ein radialer Drehflügel 71 bzw. 72 bewegt.
Diese Drehflügel sitzen beiderseits an einer auf dem Drehzapfen 16 festigekeilten Büchse 73, werden also beim Verstellen der Pendelstange 5 hin- und herbewegt. Die obere und untere Kammer des Innenraumes der Dämpferdose sind ölgefüllt und stehen miteinander über je einen Kanal 74 und 75 in den Trennwänden 69, bzw 70 in Verbindung. Durch je eine Regulierschraube 76 bzw.
77 kann der Durchflussquerschnitt der beiden Kanäle 74 bzw. 75 verkleinert werden. Die ölfül- lung der oberen und unteren Kammer erfolgt über geeignete verschliessbare'Öffnungen, ebenso
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satz 68 ein Ringkanal 80 mit einem Ablauf 81 vorgesehen, um Sickerwasser bzw. Sickeröl aus dem Innenraum des Gehäuess 20 bzw. des 01- dämpfers abzuleiten.
In der Ruhelage der Pendelstange 5 (Fig. 1) befinden sich die Drehflügel 71, 72 etwa in der in Fig. 5 angegebenen Stellung. Jede plötzliche Auslenkung, der Pendelstange 5 durch einen Druckstoss, Wirbelfaden od. dgl., wird durch den entsprechend eingestellten freien Querschnitt der 01- kanäle 74, 75 gedämpft, während einer weniger stossartigen Auslenkung kein merklicher Widerstand entgegensteht. Die Dämpfung ist also durch die beiden Regulierschrauben 76,77 veränderbar und wird beim Betrieb der Apparatur nach Fig.
1-3 auf einen geringeren Wert eingestellt als die Dämpfung im Ulkatarakt 57 (Fig. 1).
Der an Hand von Fig. 4 und 5 beschriebene Uldämpfer kann bei entsprechender Dimensionierung und Einregulierung die in Fig. 1 vorgesehene, nur Kraftimpulse übertragende Kupplung 57 ersetzen. Eine derartige beispielsweise Ausführung ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt, wobei der vom horizontalen Arm 29 bei Verstellung in Pfeilrichtung 31 betätigte Auslösemechanismus für die Schnellalbsperrreinrichtung fortgelassen ist, da dieselbe wie in Fig. 1-3, oder auch in anderer geeigneter Art ausgebildet sein kann.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 und 7 sind beide Drehzapfen 16, 17 mit je einem 01- dämpfer M bzw. M versehen. Die Oldämpfer weisen hier die in Fig. 4 und 5 dargestellte Bauart auf, können aber auch anders ausgebildet sein.
Im übrigen entspricht die Apparatur ganz jener der Fig. 1-3, bis auf die hier entbehrlichen Bauteile 34 bis 38 und 50 bis 65, da von der Lasche 40 auf dem Laufgewicht 39 unmittelbar der Auslösemechanismus, beispielsweise dessen Hebel 84 (Fig. 6) betätigt wird, sobald die Winkelverstellung des horizontalen Armes 29 in Pfeilrichtung 31 hiefür ausreicht. Um zu erreichen, dass nur dann eine zur Betätigung der Auslösung ausrei-
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chende Winkelverstellung des horizontalen Armes 29 ertolgt, wenn die Beschleunigung der Strömung einen vorgegebenen Höchstwert überschreitet, ist eine unterschiedliche Justierung der beiden 01- dämpfer 82 und 83 erforderlich.
Der öl dämpfer 82, der mit der Pendelstange 5 zusammenwirkt, wird beispielsweise derart eingestellt, dass er die unerwünschten Druckstösse der Strömung auf die Prallplatte 9 ausgleicht, also Kraftimpulse grosser Flankensteilheit aber kleiner Amplitude stark dämpft. Dagegen werden Kraftimpulse grosser Amplitude, sobald sie eine vorgegebene Anstiegssteilheit übertreffen, auf den horizontalen Arm 29 übertragen und verursachen dessen Winkelverstellung in Pfeilrichtung 31, falls keine Gegenwirkung erfolgt. Solange sich aber das Laufgewicht 39 im Bereich zwischen den beiden Anschlägen 32,33 befindet,
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Verschiebung in Pfeilrichtung 41 mittels des He- belgestänges 43 bis 48 seitens der Pendelstange 6.
Dabei ist der auf die Pendelstange 6 wirkende öl dämpfer 83 derart einreguliert, dass im Bereich der normalen Strömungsgeschwindigkeit die bei einer Beschleunigung der Strömung innerhalb des betriebsmässig zulässigen Intervalles resultierende Verschiebung des Laufgewichtes rasch genug erfolgt, um eine sofortige Kompensation des in Pfeilrichtung 31 wirkenden Drehmomentes am horizontalen Arm 29 zu erwirken, also eine Winkelverstellung desselben und eine Betätigung der Auslösung zu verhindern.
Ist jedoch die Beschleu-
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Höchstwert entspricht, also die Anstiegssteilheìt der Kraftimpule auf die Pendelstangen 5 und 6 entsprechend grösser, dann bewirkt die unterschiedliche Einstellung der öl dämpfer 82 und 83 eine Verzögerung der Kompensation seitens des Laufgewichtes 39 und die Winkelverstellung des horizontalen Armes 29 reicht zu einer Betätigung der Auslösung 84 über die Lasche 40 aus.
Liegt jedoch im Ruhezustand der Pendelstange 5 (stationäre Strömung in der Druckleitung) das Laufgewicht 39 am Halteklotz 33 an (bei Vollast aller Turbinen), ist bei einem weiteren Geschwin- digkeitsanstieg der Strömung, gleichgültig mit welcher Beschleunigung derselbe erfolgt (Rohrbruch bei Vollast) eine weitere Kompensation der Drehmoment-Vergrösserung am Drehzapfen 16 nicht mehr möglich. Infolgedessen wird in diesem Fall die Schiene 29 sofort in Pfeil richtung 31 ausgelenkt und über die Lasche 40 die Auslösung 84 der Schnellabsperreinrichtung betätigt.
Die Fig. 8-11 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung ebenfalls aufgebaut auf einem auf der Druckleitung 1 aufgeschweissten Flanschring 2 mit den Schrauben 3 befestigt und druckwasserfest abgedichtet.
Der Flanschring 2 umschliesst eine öffnung 4 in der Druckleitung 1 durch welche die Pendelstange 90 mit dem Stauteller 91 in den Wasserstrom
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Druckleitung 1 fliesst. Eine Aibweiserplatte 8 ist in Strömungsrichtung 7 vor der Pendelstange 90 angeordnet, um irgendwelche im Wasser mitschwimmende Fremdkörper von dieser fernzuhalten. Die Pendelstange 90 ist durch die Nabe 92 und den Keil 93 mit der Welle 94 fest verbunden. Die Welle 94 ist in den Büchsen 95 und 96
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geschlossenen Innenraum 98, der nur nach unten über die öffnung 4 mit der Druckleitung l in Verbindung steht, also druckdicht ausgebildet sein muss.
Aus diesem Grunde ist die Büchse 95 mit einem geschlossenen Boden ausgeführt und der Hohlraum 99 über den Kanal 100 mit dem Gehäuseinnern 98 verbunden, wodurch ein in Pfeilrichtung 101 auf die Welle 94 wirkender axialer Druck entsteht. Dieser axiale Druck wird durch die Büchse 96 an der Schulter 102 der Welle 94
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den Wasserdruck wirkende Dichtung 103 eingebaut. Diese Dichtung 103 kann weggelassen werden, wenn die Schulter 102 konisch ausgeführt wird, wodurch eine ventilsitzartige, metallische Abdichtung entsteht.
Mit der durch die Büchse 96 hindurchgeführten Welle 94 ist auch der Drehflügel 104 des Verzögerungsorgans 105 durch den Keil 106 fest verbunden, so dass dieser Drehflügel 104 jede Bewegung der Pendelstange 90 mitmacht. Da : bel bewegt sich dieser Drehflügel 104 in dem allseitig geschlossenen und mit öl gefüllten Gehäuse 107 des Verzögerungsorgans 105, das seinerseits mit dem Boden auf einem an der Büchse 96 vorstehenden Auge 108 und mit dem Deckel 109 auf der Welle 94 drehbar gelagert ist. Der Innenraum dieses Gehäuses 107 ist durch die beiden mit dem Deckel 109 ein Stück bildenden Wänden 110 und 111 in zwei Räume getrennt, wobei diese Räume durch die Bohrungen 112 und 113 miteinander in direkter Verbindung stehen.
Durch die Regulierstifte 114 und 115 kann der freie Querschnitt dieser Bohrungen 112 und 113 verändert werden. Am Drehflügel 104, der diese beiden Räume nochmals in je zwei Kammern unterteilt, sind die beiden Rückschlagventile 116 und 117 eingebaut, die bei einer Drehung des Flügels 104 im Gegenuhrzeigersinn geschlossen bleiben, so dass das öl durch die beiden Bohrungen 112 und 113 strömt, und sich bei einer Drehung im Uhrzeigersinn durch den entstehenden Öldruck öffnen, so dass der Olausgleich zum Teil auch durch diese Ventile 116 und 117 erfolgt, wodurch sich solche Drehungen des kleineren Widerstandes wegen rascher vollziehen, was eine bevorzugte aber nicht notwendige Massnahme darstellt.
Im Boden des Gehäuses 107 und im Deckel 109 sind je eine Dichtung 118 und 119 gegen, das öl im Innenraum des Gehäuses 107 eingebaut.
Ausserhalb des Deckels 109 ist durch den Keil 120 noch der Hebel 121 fest mit der Walze 94 verbunden. Auf diesem Hebel 121 sitzt der Hal-
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137schleunigung des durch die Druckleitung 1 strömenden Wassers grösser als beim Einschalten einer weiteren Turbine, wodurch der Drehflügel 104 im Verzögerungsorgan 105 schneller im Gegenuhrzeigersinn bewegt wird.
Durch die feste Einstellung der Drosselstiften 114 und 115 kann jedoch das'Öl nicht im selben Mass schneller in die anstossenden Kammern überströmen, wodurch das Gehäuse 107 mit dem Deckel 109 durch den sich bildenden Überdruck des Öls in Pfeilrichtung z bewegt wird und so an der Auslösestange 132 die zur Einleitung der Schliessbewegung des Rohrabschlussautomaten (z. B. Drosselklappe) nötige Zugkraft abgenommen werden kann, was vorteilhaft über ein Verstärkungsorgan, z. B. gespannte Kippfeder oder Kippwaage, erfolgt.
Der Anschlagbolzen 127 an der mit dem Dekkel 109 des Verzögerungsorgans 105 fest verbundenen Nase 136 ist so eingestellt, dass der Hebel
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Druckleitung 1 höchstzulässi-anstieg der Strömung in der Druckleitung 1, was in diesem Fall nur bei einem Rohrbruch erfolgt, wird das Gehäuse 107 des Verzögerungsorgans 105 durch den Hebel 121 am Anschlagbolzen 127 mechanisch mitbewegt, wodurch die Auslösebewe- gung in Pfeilrichtung 135 unabhängig von der
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Zur Dämpfung von Schlägen, die infolge von Druckstössen und Wirbelfä'den am Stauteller 91 der Pendelstange 90 auftreten, kann ein Oldämp- fer nach Fig. 5 und 4 am Gehäuse 97 auf der Seite der Büchse 95 angebaut werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Auslösung von Rohrbruohsicherungen für Druckleitungen, abhängig vom Flüssigkeitsstrom in derselben, wobei die Strömung auf mindestens ein Fühlerorgan wirkt und dasselbe gegen eine Rückstellkraft aus der Ruhelage um einen von der Strömungsgeschwindigkeit abhängigen Weg verstellt, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsmechanismus für die Rohrlbruchsicherung sowohl bei einer vOl1bestimm- ten, auf die Geschwindigkeit der Strömung ansprechenden Endlage des Fühlerorgans als auch beim Übersteigen einer bestimmten, vom Mass der Beschleunigung der Strömung abhängigen Verstellgesehwinidigkelt in Richtung auf diese Endlage ausgelöst wird.